Físicos criaram um laser de raios-X supercondutor que é mais frio que o espaço

A equipe resfriou o acelerador de partículas a uma temperatura de -271˚C, condições sob as quais ele se torna

supercondutor e pode acelerar elétrons comperda de energia quase zero. Este é um dos últimos passos antes do LCLS-II produzir pulsos de raios X que são em média 10.000 vezes mais brilhantes que os pulsos LCLS. Este é um recorde mundial para as fontes de raios X mais poderosas disponíveis atualmente.

“Em apenas algumas horas, o LCLS-II produzirámais pulsos de raios X do que uma versão anterior do mesmo laser produzido ao longo de sua vida útil”, disse Mike Dunn, diretor do LCLS. “Dados que costumavam levar meses para serem coletados agora podem ser obtidos em minutos. Isso levará a ciência ao próximo nível, abrirá caminho para um espectro totalmente novo de pesquisa e expandirá nossa capacidade de desenvolver tecnologias inovadoras para resolver os maiores problemas que nossa sociedade enfrenta”.

Com a ajuda de novas oportunidades, os cientistas poderãoestudar os detalhes de materiais complexos com resolução sem precedentes para criar novas formas de computação e comunicação; identificar fenômenos químicos raros para criar materiais mais sustentáveis ​​para a indústria e energia limpa; estudar como as moléculas biológicas desempenham funções vitais para desenvolver novos tipos de produtos farmacêuticos; explore o mundo da mecânica quântica medindo os movimentos de átomos individuais.

LCLS, o primeiro laser de raios X do mundofeixe de elétrons livres (XFEL), começou a operar em abril de 2009, gerando pulsos de raios X um bilhão de vezes mais brilhantes do que dispositivos comparáveis. Ele acelera os elétrons à temperatura ambiente, o que limita sua velocidade a 120 pulsos por segundo.

A nova versão do acelerador funciona a um recordebaixa temperatura, o que acelera seu trabalho vários milhares de vezes. Para atingir essa temperatura, o dispositivo é equipado com duas unidades criogênicas de hélio. A equipe de Criogenia do SLAC trabalha neles há três anos.

“O resfriamento foi um processo crítico eisso tinha que ser feito com muito cuidado para não danificar os criomodules”, disse Andrew Burrill, chefe da Diretoria de Aceleradores do SLAC. “Estamos satisfeitos por termos alcançado este marco e agora podemos nos concentrar na operação do laser de raios-X.”

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